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1、人工智能基础人工智能基础1主要教材与参考书主要教材与参考书人工智能人工智能尚文倩编著尚文倩编著清华大学出版社清华大学出版社人工智能基础人工智能基础(第第2版版)蔡自兴、蒙祖强蔡自兴、蒙祖强编著编著高等教育出版社高等教育出版社人工智能导论人工智能导论王万良编著王万良编著高等教育出版社高等教育出版社人工智能人工智能复杂问题求解的结构和策略（第复杂问题求解的结构和策略（第4版）版）GeorgeF.luger著著史忠植等译史忠植等译机械工业出版社机械工业出版社人工智能人工智能NilsJ.Nilsson著著郑扣根等译郑扣根等译机械工业出版社机械工业出版社智能科学智能科学史忠植著史忠植著清华大学出版社清华
2、大学出版社2目录目录第一章绪论第一章绪论第二章搜索技术第二章搜索技术第三章知识表示第三章知识表示第四章推理技术第四章推理技术第五章机器学习第五章机器学习第六章计算智能第六章计算智能第七章数据挖掘第七章数据挖掘第八章第八章智能体技术智能体技术3人工智能的定义人工智能的定义人工智能的发展历史人工智能的发展历史人工智能的三大学派人工智能的三大学派人工智能的研究和应用领域人工智能的研究和应用领域人工智能的发展趋势人工智能的发展趋势41.1人工智能的定义人工智能的定义21世纪最具有发展前景和最具影响力的世纪最具有发展前景和最具影响力的两大带头学科群：两大带头学科群：生命科学群；生命科学群；信息科学群；信
3、息科学群；人工智能：是上述两个学科群中最重人工智能：是上述两个学科群中最重要、最精彩、且最具前景的交叉领域要、最精彩、且最具前景的交叉领域51.1人工智能的定义人工智能的定义1.1.1人工智能的定义人工智能的定义人工智能人工智能ArtificialIntelligence，AI智能（智能（Intelligent）人的智能是他们理解和学习事务的能力。智能是思考人的智能是他们理解和学习事务的能力。智能是思考和理解能力而不是本能的做事能力。和理解能力而不是本能的做事能力。“一种非常广泛的精神能力，包括推理、计划、解决问一种非常广泛的精神能力，包括推理、计划、解决问题、抽象思维、领悟复杂思想、快速学习
4、及吸取经验等题、抽象思维、领悟复杂思想、快速学习及吸取经验等”1.1人工智能的定义人工智能的定义1.1.1人工智能的定义人工智能的定义智能是个体的不断学习、理解周围环境、对客观事物智能是个体的不断学习、理解周围环境、对客观事物进行合理分析、判断并有效地处理周围环境的综合能力。进行合理分析、判断并有效地处理周围环境的综合能力。这种综合能力包括：适应即改变周围环境的能力、获取知这种综合能力包括：适应即改变周围环境的能力、获取知识的能力、理性及抽象思维的能力、理解关系的能力、评识的能力、理性及抽象思维的能力、理解关系的能力、评估和判断的能力、意识及创造力等。估和判断的能力、意识及创造力等。智能机器（
5、智能机器（IntelligentMachine）智能机器是一种能够呈现人类智能行为的机器。智能机器是一种能够呈现人类智能行为的机器。1.1人工智能的定义人工智能的定义人工智能（人工智能（Nilsson）人工智能是关于知识的科学（知识的表示、知识人工智能是关于知识的科学（知识的表示、知识的获取以及知识的运用）。的获取以及知识的运用）。人工智能人工智能(学科学科)人工智能人工智能(学科学科)是计算机科学中涉及研究、设计和是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。它的近期主要目标在于研究应用智能机器的一个分支。它的近期主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关用机器
6、来模仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关理论和技术。理论和技术。1.1人工智能的定义人工智能的定义人工智能人工智能(能力能力)人工智能人工智能(能力能力)是智能机器所执行的通常与人类智是智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、能有关的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。维活动。1.1人工智能的定义人工智能的定义强人工智能强人工智能有可能制造出真正能推理（有可能制造出真正能推理（Reasoning）和解决问题）和解决问题（Problem_solvi
7、ng）的智能机器，并且具有意识、自我、创新）的智能机器，并且具有意识、自我、创新思维等。思维等。两类：两类：n类人的人工智能，即机器的思考和推理就像人的思维一样。类人的人工智能，即机器的思考和推理就像人的思维一样。n非类人的人工智能，即机器产生了和人完全不一样的知觉和意非类人的人工智能，即机器产生了和人完全不一样的知觉和意识，使用和人完全不一样的推理方式。识，使用和人完全不一样的推理方式。弱人工智能弱人工智能能制造出真正地推理和解决问题的智能机器，但是并不真正能制造出真正地推理和解决问题的智能机器，但是并不真正拥有智能，也不会有自主意识。拥有智能，也不会有自主意识。The Turing Tes
8、t1950:AlanTuring的文章“ComputingMachineryandIntelligence.” Mind,Vol.59,No.236,pp.433-460提出图灵测试1.2人工智能的发展111.2人工智能的发展人工智能的发展1.孕育时期（孕育时期（1956年前）年前）公元前公元前384-322亚里士多德（亚里士多德（Aristotle）形式逻辑形式逻辑三段三段论论20世纪世纪3040年代年代数理逻辑数理逻辑维纳（维纳（Wiener）、弗雷治、罗素等为代表对）、弗雷治、罗素等为代表对发展数理逻辑学科的贡献发展数理逻辑学科的贡献计算模型计算模型丘奇丘奇(Church)、图灵和其它一
9、些人关于计算、图灵和其它一些人关于计算本质的思想，为人工智能的形成产生了重要影响。本质的思想，为人工智能的形成产生了重要影响。1943年年麦卡洛克和皮茨麦卡洛克和皮茨神经网络模型神经网络模型连接主义学派连接主义学派1948年年维纳维纳控制论控制论行为主义学派行为主义学派1.2人工智能的发展人工智能的发展2.形成及早期热潮（形成及早期热潮（19561969年）年）1956年夏季，年夏季，McCarthy、Minsky、Lochester、Shannon，人类历史上第一次人工智能研讨会在美国的达特，人类历史上第一次人工智能研讨会在美国的达特茅斯茅斯(Dartmouth)大学举行，标志着人工智能学科
10、的诞生。大学举行，标志着人工智能学科的诞生。1927.9.4-2011.10.24MarvinMinsky1927.8.9-2016.1.24ClaudeElwoodShannon1916.4.30-2001.2.24HerbertA.Simon1916.6.15-2001.2.9AllenNewell1927.3.19-1992.7.191.2人工智能的发展人工智能的发展2.形成及早期热潮（形成及早期热潮（19561969年）年）标志性成果：标志性成果：1956年，年，Samuel西洋跳棋程序。西洋跳棋程序。1957年，年，Newell和和Simon数学定理证明程序。数学定理证明程序。195
11、8年，年，McCarthy表处理语言表处理语言LISP。1960年，年，Newell、Shaw和和Simon通用问题求解（通用问题求解（GPS）1965年年Feigenbaum专家系统专家系统DENDRAL开始研制开始研制帮助化学家判断某待定物质的分子结构的专家系统帮助化学家判断某待定物质的分子结构的专家系统1.2人工智能的发展人工智能的发展3.第一次寒冬（第一次寒冬（19661974）盲目乐观：机器翻译，定理证明（数学原理）、跳棋程序、盲目乐观：机器翻译，定理证明（数学原理）、跳棋程序、模式识别（字符、积木结构）、通用解题程序（模式识别（字符、积木结构）、通用解题程序（GPS）预言：预言：2
12、000年机器智能超过人类年机器智能超过人类巨大困难：神经元数目巨大困难：神经元数目1010,结构复杂结构复杂机器翻译：机器翻译：Thespiritiswillingbutthefleshisweak（心有余而力（心有余而力不足）不足）俄俄Thewineisgoodbutthemeatisspoiled1971年年詹姆士综合报告詹姆士综合报告，“人工智能即使不是骗局，也是人工智能即使不是骗局，也是庸人自扰庸人自扰”1.2人工智能的发展人工智能的发展4.第二次浪潮（第二次浪潮（19701988年）年）Feigenbaum知识工程知识工程1968年，年，DENDRAL研制成功研制成功19721976
13、年年MYCIN1977年年第五届人工智能联合会议第五届人工智能联合会议知识工程（知识工程（KnowledgeEngineering）1981年年日本日本第五代智能计算机计划第五代智能计算机计划1.2人工智能的发展人工智能的发展4.第二次浪潮（第二次浪潮（19701988年）年）机器学习机器学习统计学派：统计学派：基于大规模语料库的统计自然语言处理基于大规模语料库的统计自然语言处理神经网络：神经网络：BP网络，网络，Hopfield网络，网络，计算智能：遗传算法、进化计算，计算智能：遗传算法、进化计算，机器学习：贝叶斯网络，统计学习与支持向量机（机器学习：贝叶斯网络，统计学习与支持向量机（SVM
14、），），增强学习增强学习1.2人工智能的发展人工智能的发展5.第二次寒冬（第二次寒冬（19881993年）年）专家系统发展乏力：专家系统发展乏力：知识获取瓶颈知识获取瓶颈神经网络研究受阻：神经网络研究受阻：有效的学习算法有效的学习算法大量的（标注）数据大量的（标注）数据强大的计算性能强大的计算性能1.2人工智能的发展人工智能的发展6.平稳发展期（平稳发展期（19932010年）年）1997深蓝战胜国际象棋世界冠军深蓝战胜国际象棋世界冠军2006Hinton提出用预训练的方法缓解了局部最优提出用预训练的方法缓解了局部最优解问题，将神经网络隐含层推动到解问题，将神经网络隐含层推动到7层，由此揭开了
15、层，由此揭开了深度学习的热潮。深度学习的热潮。2007李飞飞等创建大型图像数据库李飞飞等创建大型图像数据库ImageNet2009Google研制无人驾驶汽车研制无人驾驶汽车1.2人工智能的发展人工智能的发展6.第三次发展浪潮（第三次发展浪潮（2010）大数据：大数据：Hadoop，Spark，HBase云计算：基础设施即服务（云计算：基础设施即服务（IaaS），平台即服务），平台即服务（PaaS）和软件即服务（）和软件即服务（SaaS）深度学习：深度学习：CNN(卷积神经网络卷积神经网络)，RNN(循环神经网循环神经网络络)、DNN(深度神经网络深度神经网络)，.1.2人工智能的发展人工智能
16、的发展1.3人工智能的三大学派人工智能的三大学派1.3.1符号主义符号主义又称逻辑主义（又称逻辑主义（Logicism）、心理学派（）、心理学派（Psychlogism）、）、计算机学派（计算机学派（Computerism）基本原理：物理符号系统（即符号操作系统）假设和有限基本原理：物理符号系统（即符号操作系统）假设和有限合理性原理。合理性原理。起源：数理逻辑起源：数理逻辑认为认知是一种符号处理的过程，人类思维过程也可用某认为认知是一种符号处理的过程，人类思维过程也可用某种符号来描述，思维就是计算，认知就是计算。种符号来描述，思维就是计算，认知就是计算。LISP语言、语言、PROLOG语言、自然语言理解、机器定理证明、语言、自然语言理解、机器定理证明、专家系统。专家系统。domainsperson,another=symbolpredicateslikes(person,another).clauseslikes(jack,sussan).likes(john,marry).likes(tom,cathy).likes(tom,ellen).likes(jack,X)iflikes(t
